(57)【要約】【課題】ロボットを大型化・複雑化することなく多岐に渡ったサービスを低コストで提供できるサービスロボットシステムを提供すること。【解決手段】主動型ロボット２０は、ユーザＵからの指示に基づいて所定の作業についての動作計画を設定する全体管理・動作計画モジュール４１と、ユーザＵとの情報伝達を行うユーザコミュニケーションモジュール４２と、従動型ロボット５０の位置・状態を管理する従動型ロボット管理モジュール４７と、従動型ロボット５０の動作を制御する従動型ロボットコントロールモジュール４６とを備え、従動型ロボット５０は、所定の作業を行う各種サービス提供機器装置モジュール７１と、主動型ロボット２０に対し情報の伝達を行うデータ応答モジュール７２と、移動を行うアクチュエータモジュール７３とを備えている。【選択図】    図１
2005046926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザからの指示に基づいて所定の作業を行うサービスロボットシステムにおいて、
主動型ロボットと従動型ロボットとを具備し、
上記主動型ロボットは、上記ユーザからの指示に基づいて上記所定の作業についての動作計画を設定し上記従動型ロボットへの指令信号を形成する計画部と、上記ユーザとの情報伝達を行う情報伝達部と、上記従動型ロボットに対し少なくとも上記指令信号を含む情報の伝達を行う主動側送受信部と、上記従動型ロボットの位置・状態を管理する従動型ロボット管理部と、上記従動型ロボットの動作を制御する従動型ロボット駆動制御部とを備え、
上記従動型ロボットは、上記所定の作業を行う作業部と、上記主動型ロボットに対し少なくとも位置信号及び状態信号を含む情報の伝達を行う従動側送受信部と、上記従動型ロボット駆動制御部による制御信号に基づいて移動を行う従動側駆動部とを備えていることを特徴とするサービスロボットシステム。
【請求項２】
上記主動型ロボットは、移動を行うための主動側駆動部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のサービスロボットシステム。
【請求項３】
上記主動型ロボットは、上記所定の作業のうち一部を行う作業部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のサービスロボットシステム。
【請求項４】
上記主動型ロボットは、外部ネットワークとの情報伝達に供される外部通信部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のサービスロボットシステム。
【請求項５】
上記主動型ロボット及び上記従動側ロボットには、互いの連結に供される連結部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のサービスロボットシステム。
【請求項６】
上記主動側ロボットは、主動側電力供給部を備え、
上記従動側ロボットは、従動側電力供給部を備え、
上記連結部には、上記主動側電力供給部と上記従動側電力供給部とを接続する電力供給路が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のサービスロボットシステム。
【請求項７】
ユーザからの指示に基づいて所定の作業を行うサービスロボットシステムにおいて、
主動型ロボットと従動型ロボットとを具備し、
上記主動型ロボットは、移動を行うための主動側駆動部と、上記ユーザからの指示に基づいて上記所定の作業についての動作計画を設定し上記従動型ロボットへの指令信号を形成する計画部と、上記ユーザとの情報伝達を行う情報伝達部と、上記従動型ロボットに対し少なくとも上記指令信号を含む情報の伝達を行う主動側送受信部と、上記従動型ロボットの位置・状態を管理する従動型ロボット管理部とを備え、
上記従動型ロボットは、上記所定の作業を行う作業部と、上記主動型ロボットに対し少なくとも位置信号及び状態信号を含む情報の伝達を行う従動側送受信部とを備えていることを特徴とするサービスロボットシステム。
【請求項８】
上記主動型ロボットは、上記所定の作業のうち一部を行う作業部を備えていることを特徴とする請求項７に記載のサービスロボットシステム。
【請求項９】
上記主動型ロボットは、外部ネットワークとの情報伝達に供される外部通信部を備えていることを特徴とする請求項７に記載のサービスロボットシステム。
【請求項１０】
上記主動型ロボット及び上記従動側ロボットには、互いの連結に供される連結部を備えていることを特徴とする請求項７に記載のサービスロボットシステム。
【請求項１１】
上記主動側ロボットは、主動側電力供給部を備え、
上記従動側ロボットは、従動側電力供給部を備え、
上記連結部には、上記主動側電力供給部と上記従動側電力供給部とを接続する電力供給路が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のサービスロボットシステム。
【請求項１２】
所定の作業を行う従動型ロボットを制御する主動型ロボットにおいて、
ユーザからの指示に基づいて上記所定の作業についての動作計画を設定し上記従動型ロボットへの指令信号を形成する計画部と、
上記ユーザとの情報伝達を行う情報伝達部と、
上記従動型ロボットに対し少なくとも上記指令信号を含む情報の伝達を行う主動側送受信部と、
上記従動型ロボットの位置・状態を管理する従動型ロボット管理部と、
上記従動型ロボットの動作を制御する従動型ロボット駆動制御部とを備えていることを特徴とする主動型ロボット。
【請求項１３】
所定の作業を行う従動型ロボットを制御する主動型ロボットにおいて、
移動を行うための主動側駆動部と、
ユーザからの指示に基づいて上記所定の作業についての動作計画を設定し上記従動型ロボットへの指令信号を形成する計画部と、
上記ユーザとの情報伝達を行う情報伝達部と、
上記従動型ロボットに対し少なくとも上記指令信号を含む情報の伝達を行う主動側送受信部と、
上記従動型ロボットの位置・状態を管理する従動型ロボット管理部と、
上記従動型ロボットとの連結に供される主動側連結部とを備えていることを特徴とする主動型ロボット。
【請求項１４】
主動型ロボットに制御されて所定の作業を行う従動型ロボットにおいて、
上記主動型ロボットからの制御信号に基づいて上記所定の作業を行う作業部と、
上記主動型ロボットに対し少なくとも位置信号及び状態信号を含む情報の伝達を行う従動側送受信部と、
外部からの制御信号に基づいて移動を行う従動側駆動部とを備えていることを特徴とする従動型ロボット。
【請求項１５】
主動型ロボットに制御されて所定の作業を行う従動型ロボットにおいて、
上記主動型ロボットからの制御信号に基づいて上記所定の作業を行う作業部と、
上記主動型ロボットに対し少なくとも位置信号及び状態信号を含む情報の伝達を行う従動側送受信部と、
上記主動型ロボットとの連結に供される従動側連結部とを備えていることを特徴とする従動型ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユーザＵの指示に基づいて主動型ロボットと従動型ロボットとの協調により各種作業を行うロボットシステムと、このロボットシステムに用いられる主動型ロボット及び従動型ロボットに関し、多種の作業を行えるとともに全体の製品コストを最小限に抑えることができるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ユーザの指示に基づいてロボットが目的位置に移動し各種作業を行う移動型サービスロボット装置が知られている（例えば、非特許文献１を参照）。また、近年ではユーザに対して電子メールの送受信やインターネット情報の検索、家電製品のリモコン操作や音楽再生、留守宅の監視といった作業を行うパーソナル用途の移動型サービスロボット装置も知られている（例えば、非特許文献２を参照）。
【０００３】
このような従来の移動型サービスロボット装置は、全体管理・動作計画モジュールと、ユーザコミュニケーションモジュールと、運動制御モジュールと、外部通信モジュールと、各種サービスモジュールとを備えている。
【０００４】
全体管理・動作計画モジュールは、各機能モジュールを統合管理し、ロボットの作業動作を計画する機能を有している。ユーザコミュニケーションモジュールは、ユーザとの会話や入出力デバイスを通したやり取りにより、ユーザの指示を解釈、確認するモジュールである。運動制御モジュールは、ユーザの指示を受けて、移動型サービスロボット本体を必要な場所へ移動させるための経路生成や移動動作制御を行うモジュールである。
【０００５】
外部通信モジュールは、ホームネットワークを経由して外部機器とデータのやり取りを行ったり、インターネット網を経由して必要な情報を送受信したりするためのモジュールである。各種サービスモジュールは、ユーザが希望する各種サービスを提供するための機器装置やアプリケーションソフトウェアで構成されるモジュールである。
【０００６】
これらの各機能モジュールが連携することで、移動型サービスロボット装置はユーザから受けた指示に基づいて、ユーザが希望する各種サービスをユーザに提供することができる。
【０００７】
【非特許文献１】
自律移動ロボット「山彦」、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１５年７月２３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｏｂｏｋｅｎ．ｅｓｙｓ．ｔｓｕｋｕｂａ．ａｃ．ｊｐ／＞
【０００８】
【非特許文献２】
ＭＡＲＯＮ−１、安川他、“ホームロボットＭＡＲＯＮ−１の開発（１）”，第２０回日本ロボット学会学術講演会予稿集，３Ｆ１１，２００２
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した移動型サービスロボット装置であると次のような問題があった。すなわち、ユーザＵが希望するサービスの種類は非常に多岐に渡っており、その提供に際して、単に移動型サービスロボット装置の本体上に搭載されたスピーカやディスプレイより出力される音声や文字、映像による情報の提供だけでは必要なサービスを提供できない。
【００１０】
また、特殊な機械装置を必要とする場合や、物品の搬送が必要となる場合もある。このような場合には、必要なサービス提供モジュールが必ずしも移動型サービスロボット装置２００の本体上に搭載できるとは限らず、１台の移動型サービスロボット装置だけではその実現が不可能であった。特に、家庭やオフィス内での利用を想定した移動型サービスロボット装置では、その利用環境上の制約からロボットの小型化に対する要求が強く、本体上に搭載できる機器装置や物品の量が限られており、提供できるサービスの種類には限界があった。
【００１１】
また、移動型サービスロボット装置２００の台数を増やし、それぞれに各種の機能を持たせることも考えられるが、上述した全体管理・動作計画モジュール２１０やユーザコミュニケーションモジュール２２０は、複雑な演算装置を搭載することから一般的に高価であり、必要とする機能の台数分の移動型ロボット２００を揃えるとコストが高くなるという問題があった。
【００１２】
そこで本発明は、ロボットを大型化・複雑化することなく多岐に渡ったサービスを提供できるとともに、全体のコストを低く抑えることができるサービスロボットシステムと、このロボットシステムに用いられる主動型ロボット及び従動型ロボットを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のサービスロボットシステム、主動型ロボット及び従動型ロボットは次のように構成されている。
【００１４】
（１）ユーザからの指示に基づいて所定の作業を行うサービスロボットシステムにおいて、主動型ロボットと従動型ロボットとを具備し、上記主動型ロボットは、上記ユーザからの指示に基づいて上記所定の作業についての動作計画を設定し上記従動型ロボットへの指令信号を形成する計画部と、上記ユーザとの情報伝達を行う情報伝達部と、上記従動型ロボットに対し少なくとも上記指令信号を含む情報の伝達を行う主動側送受信部と、上記従動型ロボットの位置・状態を管理する従動型ロボット管理部と、上記従動型ロボットの動作を制御する従動型ロボット駆動制御部とを備え、上記従動型ロボットは、上記所定の作業を行う作業部と、上記主動型ロボットに対し少なくとも位置信号及び状態信号を含む情報の伝達を行う従動側送受信部と、上記従動型ロボット駆動制御部による制御信号に基づいて移動を行う従動側駆動部とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
（２）上記（１）に記載されたサービスロボットシステムであって、上記主動型ロボットは、移動を行うための主動側駆動部を備えていることを特徴とする。
【００１６】
（３）上記（１）に記載されたサービスロボットシステムであって、上記主動型ロボットは、上記所定の作業のうち一部を行う作業部を備えていることを特徴とする。
【００１７】
（４）上記（１）に記載されたサービスロボットシステムであって、上記主動型ロボットは、外部ネットワークとの情報伝達に供される外部通信部を備えていることを特徴とする。
【００１８】
（５）上記（１）に記載されたサービスロボットシステムであって、上記主動型ロボット及び上記従動側ロボットには、互いの連結に供される連結部を備えていることを特徴とする。
【００１９】
（６）上記（５）に記載されたサービスロボットシステムであって、上記主動側ロボットは、主動側電力供給部を備え、上記従動側ロボットは、従動側電力供給部を備え、上記連結部には、上記主動側電力供給部と上記従動側電力供給部とを接続する電力供給路が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
（７）ユーザからの指示に基づいて所定の作業を行うサービスロボットシステムにおいて、主動型ロボットと従動型ロボットとを具備し、上記主動型ロボットは、移動を行うための主動側駆動部と、上記ユーザからの指示に基づいて上記所定の作業についての動作計画を設定し上記従動型ロボットへの指令信号を形成する計画部と、上記ユーザとの情報伝達を行う情報伝達部と、上記従動型ロボットに対し少なくとも上記指令信号を含む情報の伝達を行う主動側送受信部と、上記従動型ロボットの位置・状態を管理する従動型ロボット管理部とを備え、上記従動型ロボットは、上記所定の作業を行う作業部と、上記主動型ロボットに対し少なくとも位置信号及び状態信号を含む情報の伝達を行う従動側送受信部とを備えていることを特徴とする。
【００２１】
（８）上記（７）に記載されたサービスロボットシステムであって、上記主動型ロボットは、上記所定の作業のうち一部を行う作業部を備えていることを特徴とする。
【００２２】
（９）上記（７）に記載されたサービスロボットシステムであって、上記主動型ロボットは、外部ネットワークとの情報伝達に供される外部通信部を備えていることを特徴とする。
【００２３】
（１０）上記（７）に記載されたサービスロボットシステムであって、上記主動型ロボット及び上記従動側ロボットには、互いの連結に供される連結部を備えていることを特徴とする。
【００２４】
（１１）上記（９）に記載されたサービスロボットシステムであって、上記主動側ロボットは、主動側電力供給部を備え、上記従動側ロボットは、従動側電力供給部を備え、上記連結部には、上記主動側電力供給部と上記従動側電力供給部とを接続する電力供給路が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
（１２）所定の作業を行う従動型ロボットを制御する主動型ロボットにおいて、ユーザからの指示に基づいて上記所定の作業についての動作計画を設定し上記従動型ロボットへの指令信号を形成する計画部と、上記ユーザとの情報伝達を行う情報伝達部と、上記従動型ロボットに対し少なくとも上記指令信号を含む情報の伝達を行う主動側送受信部と、上記従動型ロボットの位置・状態を管理する従動型ロボット管理部と、上記従動型ロボットの動作を制御する従動型ロボット駆動制御部とを備えていることを特徴とする。
【００２６】
（１３）所定の作業を行う従動型ロボットを制御する主動型ロボットにおいて、移動を行うための主動側駆動部と、ユーザからの指示に基づいて上記所定の作業についての動作計画を設定し上記従動型ロボットへの指令信号を形成する計画部と、上記ユーザとの情報伝達を行う情報伝達部と、上記従動型ロボットに対し少なくとも上記指令信号を含む情報の伝達を行う主動側送受信部と、上記従動型ロボットの位置・状態を管理する従動型ロボット管理部と、上記従動型ロボットとの連結に供される主動側連結部とを備えていることを特徴とする。
【００２７】
（１４）主動型ロボットに制御されて所定の作業を行う従動型ロボットにおいて、上記主動型ロボットからの制御信号に基づいて上記所定の作業を行う作業部と、上記主動型ロボットに対し少なくとも位置信号及び状態信号を含む情報の伝達を行う従動側送受信部と、外部からの制御信号に基づいて移動を行う従動側駆動部とを備えていることを特徴とする。
【００２８】
（１５）主動型ロボットに制御されて所定の作業を行う従動型ロボットにおいて、上記主動型ロボットからの制御信号に基づいて上記所定の作業を行う作業部と、上記主動型ロボットに対し少なくとも位置信号及び状態信号を含む情報の伝達を行う従動側送受信部と、上記主動型ロボットとの連結に供される従動側連結部とを備えていることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態に係るサービスロボットシステム１０を示す斜視図、図２は主動型ロボット２０を示す斜視図、図３は従動型ロボット５０を示す斜視図、図４は主動型ロボット２０及び従動型ロボット装置５０に組み込まれたモジュール部４０，７０を示すブロック図である。
【００３０】
図１に示すように、サービスロボットシステム１０は、主動型ロボット２０と、複数台の従動型ロボット５０とを備えている。なお、図１中８０は従動型ロボット５０を収容するカーゴベイである。
【００３１】
主動型ロボット２０は、ロボット本体３０と、このロボット本体３０の内部に設けられたモジュール部４０とを備えている。ロボット本体３０は、筐体３１と、この筐体３１に設けられた駆動輪３２と、ユーザＵに対して各種情報を表示するモニタ３３と、従動型ロボット５０との信号の送受信を行うための無線アンテナ３４と、ユーザＵとの音声等によるやりとりを行うマイクやスピーカ、各種スイッチ等の入出力デバイス３５と、後述する連結器６４を介して従動型ロボット５０との連結に供される連結器３６と、撮像カメラ３７とを備えている。
【００３２】
モジュール部４０は、全体管理・動作計画モジュール（計画部）４１と、ユーザコミュニケーションモジュール（情報伝達部）４２と、運動制御モジュール（主動側駆動部）４３と、外部通信モジュール（外部通信部）４４と、各種サービスモジュール（作業部）４５と、従動型ロボットコントロールモジュール（従動型ロボット駆動制御部）４６と、従動型ロボット管理モジュール（主動側送受信部・従動型ロボット管理部）４７と、バッテリモジュール４８とを備えている。
【００３３】
全体管理・動作計画モジュール４１は、各機能モジュール４２〜４６を統合管理し、ユーザＵからの指令に基づいてロボットの作業動作を計画する機能を有している。ユーザコミュニケーションモジュール４２は、ユーザＵとの会話等による入出力デバイス３５を通したやり取りにより、ユーザＵの指示を解釈、確認する機能を有してる。運動制御モジュール４３は、ユーザＵの指示を受けて、主動型ロボット２０を必要な場所へ移動させるための経路生成や駆動輪３２の動作を制御する機能を有している。外部通信モジュール４４は、ホームネットワーク（不図示）を経由して外部機器と信号の送受信を行ったり、インターネット網を経由して必要な情報を送受信する機能を有している。各種サービスモジュール４５は、ユーザＵが希望する各種サービスを提供するための機器装置やアプリケーションソフトウェアで構成されている。
【００３４】
従動型ロボットコントロールモジュール４６は、従動型ロボット５０の後述するアクチュエータモジュール７３の駆動方向・駆動距離等の動作を制御するための機能を有している。従動型ロボット管理モジュール４７は、従動型ロボット５０との有線または無線によるデータのやり取りを通して従動型ロボットの管理を行う機能を有している。バッテリモジュール４８は、各モジュール４１〜４７に電力を供給する機能を有している。
【００３５】
従動型ロボット５０は、ロボット本体６０とモジュール部７０とを備えている。ロボット本体６０は、筐体６１と、この筐体６１に設けられた駆動輪６２と、アンテナ６３と、連結器３６を介して主動型ロボット２０との連結に供される連結器６４とを備えている。
【００３６】
モジュール部７０は、各種サービス提供機器装置モジュール（作業部）７１と、データ応答モジュール（従動側送受信部）７２と、駆動輪６２を動作させるアクチュエータモジュール（従動側駆動部）７３と、バッテリモジュール７４とを備えている。
【００３７】
各種サービス提供機器装置モジュール７１は、ユーザＵが希望する各種サービスを提供するための機器装置やアプリケーションソフトウェアで構成されている。データ応答モジュール７２は、主動型ロボット２０との信号の送受信を行う機能を有している。アクチュエータモジュール７３は、上述した従動型ロボットコントロールモジュール４６からの指令に基づいて駆動輪６２を駆動する機能を有している。バッテリモジュール７４は、各モジュール７１〜７３に電力を供給する機能を有している。
【００３８】
なお、アクチュエータモジュール７３の動作は、主動型ロボット２０の従動型ロボットコントロールモジュール４６からの駆動信号に基づいて行われていることから、従動型ロボット５０には、アクチュエータモジュール７３の動作を制御するコントロールモジュール等は搭載されていない。
【００３９】
カーゴベイ８０は、筐体８１と、この筐体８１に設けられ、従動型ロボット５０を１台ずつ収容する複数の収容部８２とを備えている。なお、収容部８２には、従動型ロボット５０のバッテリモジュール７４に電源を供給する電源供給端子８３が設けられている。
【００４０】
カーゴベイ８０は、待機中の従動型ロボット５０を収容するものであり、電源供給端子８３により、常にバッテリモジュール７４への充電が行われている。これにより十分に充電された状態で、サービス提供を開始することが可能となる。
【００４１】
最初に、このように構成されたサービスロボットシステム１０における主導型ロボット２０と従動型ロボット５０との動作関係について説明する。図５は、主動型ロボット２０が無線通信により複数の従動型ロボット５０を必要な位置へ誘導するとともに、それぞれと信号の送受信を行っている状況を示す説明図である。
【００４２】
主動型ロボット２０は、ユーザＵからの指令に基づいて全体管理・動作計画モジュール４１により、ユーザＵが所望するサービスの提供に必要な動作計画を設定し、従動型ロボット管理モジュール４７により従動型ロボット５０に対して有線または無線により位置信号・状態信号の問い合わせを行う。
【００４３】
主動型ロボット２０より問い合わせを受けた各従動型ロボット５０は、データ応答モジュール７２の動作により、識別ＩＤ、提供可能なサービスや機能の内容や利用方法に関する情報、現在の状況等を主動型ロボット２０に対して返答し、主動型ロボット２０ではこれらの情報に基づいて、サービス提供に利用する従動型ロボット５０を選択する。
【００４４】
従動型ロボットコントロールモジュール４６によりアクチュエータモジュール７３を制御することで、駆動輪６２を駆動し、サービスを提供するために必要な場所へ従動型ロボット５０を誘導・移動させる。
【００４５】
そして、そこで従動型ロボット５０に搭載されたサービス機器装置の動作等を行い、ユーザＵへのサービス提供を行う。主動型ロボット２０が従動型ロボット５０を無線で誘導する場合は撮像カメラ３７を用いることで、近傍において従動型ロボット５０の周囲の状況を監視しながらの誘導や、遠く離れた場所からの遠隔誘導が可能である。また、複数台の従動型ロボット５０の制御を同時に行うことも可能である。
【００４６】
なお、従動型ロボット５０の目的地までの移動経路生成や、動作制御（軌道追従制御、障害物回避制御）も主動型ロボット２０の従動型ロボットコントロールモジュール４６にて処理されるため、主動型ロボット２０上でのデータ処理量は比較的大である。
【００４７】
図６は、主動型ロボット２０と従動型ロボット５０とが連結された状態を示す側面図である。主動型ロボット２０に従動型ロボット５０を連結することにより、従動型ロボット５０を所望の位置まで誘導することができる。すなわち、主動型ロボット２０は、ユーザＵへのサービスの提供に必要な従動型ロボット５０と連結して、サービスを提供する場所へ牽引し、移動させる。そして、そこで従動型ロボット５０に搭載されたサービス機器装置の動作等を行い、ユーザＵへのサービス提供を行う。
【００４８】
また、主動型ロボット２０と従動型ロボット５０とが連結している場合、互いのデータのやりとりは、連結器３６，６４内部に組み込まれたコネクタを介して有線で行うことも可能である。さらに、主動型ロボット２０と従動型ロボット５０とが連結している間、主動型ロボット２０が消費する電力を従動型ロボット５０のバッテリモジュール７４から連結器３６，６４内部のコネクタを介して供給すれば、主動型ロボット２０のバッテリモジュール４８の電力消費を抑えることができる。
【００４９】
さらに、従動型ロボット５０のアクチュエータモジュール７３の動作を主動型ロボット２０の動作と同期させるように制御することで、従動型ロボット５０における駆動力を補助することが可能となる。例えば、大型で重量のある従動型ロボット５０を移動させる際に、主動型ロボット２０が補助することにより、迅速に移動を行わせることができる。
【００５０】
なお、図５に示した主動型ロボット２０が従動型ロボット５０と連結して牽引しているので、従動型ロボット５０の目的地までの移動経路生成や、動作制御（軌道追従制御、障害物回避制御）を従動型ロボットコントロールモジュール４６にて処理する必要がなく、主動型ロボット２０上でのデータ処理量を低減させることができる。
【００５１】
図７〜図１４は、従動型ロボット５０の具体例を示す側面図である。図７は、内部に予め物品Ｓを収納したストック用の従動型ロボット５０Ａを示している。予め内部に収納しておく物品Ｓとしては、例えば洋服等の着替え類がある。ユーザＵが着替えを行う際に主動型ロボット２０に指示を与えると、主動型ロボット２０は着替え類をストックした従動型ロボット５０ＡをユーザＵのところまで誘導移動させ、ユーザＵに着替え類を提供する。食器に限らずＤＶＤメディアや本等でもよい。
【００５２】
図８は、物品収納用ボックス９０を内蔵した搬送用の従動型ロボット５０Ｂを示している。ユーザＵが何か物品の搬送を行いたい場合、例えば、ダイニングテーブル上の食器をキッチンまで運びたい時に、主動型ロボット２０にその旨指示を与えると、主動型ロボット２０はユーザＵの指示に従い、従動型ロボット５０Ｂをダイニングからキッチンへ移動させる。食器に限らずＤＶＤメディアや本等でもよい。
【００５３】
図９は、小型冷蔵庫９１を搭載した冷蔵庫セット用の従動型ロボット５０Ｃを示している。ユーザＵが「ビールを飲みたい」と主動型ロボット２０に指示を与えると、主動型ロボット２０は従動型ロボット５０ＣをユーザＵの近くまで誘導・移動させ、ユーザＵに冷えたビールを提供する。
【００５４】
図１０は、ＴＶ受像器９２を搭載したＴＶセット用の従動型ロボット５０Ｄを示している。ユーザＵが「ＴＶを見たい」と主動型ロボット２０に指示を与えると、主動型ロボット２０は従動型ロボット５０ＤをユーザＵからＴＶの視聴に最適な位置まで誘導移動させ、ユーザＵにＴＶセットを提供する。ＴＶ受像器９２のＯＮ／ＯＦＦ、受信チャンネルの設定等も、ユーザＵの指示に従って主動型ロボット２０が行う。
【００５５】
図１１は、スピーカ９３を搭載したスピーカーセット用の従動型ロボット５０Ｅを示している。上記従動型ロボット５０Ｄと共に用いられたり、音楽を聞く時等に用いられるものである。
【００５６】
図１２は、プロジェクタ９４を搭載したプロジェクタセット用の従動型ロボット５０Ｆである。ユーザＵが「ホームシアターで映画を見たい」と主動型ロボット２０に指示を与えると、主動型ロボット２０は従動型ロボット５０Ｅ及び従動型ロボット５０ＦをユーザＵのところまで誘導移動させ、ユーザＵの周囲にこれらを最適配置して、ユーザＵにホームシアターシステムを提供する。
【００５７】
この場合、主動型ロボット２０は従動型ロボット５０Ｅや従動型ロボット５０Ｆといった複数台の従動型ロボット２０をコントロールし、全体として最適な配置となるように、各従動型ロボット２０のセッティング位置をコントロールする。また、主動型ロボット２０は各機器の操作も行う。
【００５８】
図１３は、内部に大容量電源バッテリ９５を搭載した補助バッテリ用の従動型ロボット５０Ｇを示している。主動型ロボット２０がユーザＵに各種サービスを提供している時に、プロジェクタセット従動型ロボット５０Ｆ等、多くの電力を消費する機器装置モジュールを搭載した従動型ロボット５０において電力不足が発生した場合には、各従動型ロボット５０との情報のやり取りを通して主動型ロボット２０がそれを検知し、電力不足の従動型ロボット５０に補助バッテリ用の従動型ロボット５０Ｇを誘導接続することで、必要な電力を供給する。従動型ロボット５０Ｇには、充電式の蓄電池を搭載したものの他、燃料電池を搭載したものを用いてもよい。
【００５９】
図１４は、老人や身体が不自由な方が利用する電動車椅子９６が組み込まれた従動型ロボット５０Ｈを示している。従動型ロボット５０Ｈに乗ったユーザＵが、移動したい先の場所を主動型ロボット２０に伝えると、主動型ロボット２０は従動型ロボット５０Ｈに対して動作指示を送り、電動車椅子９６に乗ったユーザＵを希望する場所に連れていくことができる。
【００６０】
次に、サービスロボットシステム１０において、複数の従動型ロボット５０を連係させてユーザＵに複合的なサービスを提供する場合についての動作例、例えばユーザＵがＤＶＤの映画をホームシアタにて視聴する場合について説明する。
【００６１】
ユーザＵは最初に主動型ロボット２０へ指示を行う。すなわち、ユーザＵがリビングルームのソファでくつろいでいて、ＤＶＤの映画を見ようとしたとき、ユーザＵはまず主動型ロボット２０に声をかけて近くに呼び寄せ、「ＤＶＤの映画を見るから用意をして。」と入出力デバイス３５を介して指示を与える。主動型ロボット２０は、「了解しました。」と入出力デバイス３５から音声を発生し、各従動型ロボット５０にステータス情報の送信を指示し、各従動型ロボット５０の存在位置やサービス提供可否のステータス情報を取得する。
【００６２】
次に、ユーザＵは視聴するＤＶＤタイトルを選択する。すなわち、主動型ロボット２０は、ＤＶＤメディアを収納している従動型ロボット５０ＡおよびＤＶＤセット９７が組み込まれた従動型ロボット５０Ｉと通信し、従動型ロボット５０Ａ、５０ＩをユーザＵの近傍へ誘導する。そして、ユーザＵに対して、「どの映画をご覧になりますか？」とたずねる。
【００６３】
ユーザＵは従動型ロボット５０Ａから希望の１枚を選び出して従動型ロボット５０Ｉ上の所定の位置にセットし、「映画を始めて。」と主動型ロボット２０に伝える。
【００６４】
次に、ホームシアタの設定を行う。すなわち、主動型ロボット２０は、ユーザＵの居る場所の周囲にホームシアタを構成するように、従動型ロボット５０Ｉ、従動型ロボット５０Ｆ、折畳式のスクリーン９８が組み込まれた従動型ロボット５０Ｊ、スピーカ９３が組み込まれた従動型ロボット５０Ｅと通信しながら各従動型ロボット５０を移動させ、これらの従動型ロボット５０をユーザＵの周囲に適正配置するとともに、これら各従動型ロボット上に搭載されている機器を立ち上げて接続関係を構成し、動作可能状態とする。
【００６５】
なお、部屋の照明装置やカーテン開閉装置へ指示を送り、照明を消してカーテンを閉める。照明ＯＮ／ＯＦＦやカーテンの開閉が自動化されていない部屋では、ロボットアームを搭載したアーム搭載従動型ロボットに指示を送り、部屋の照明スイッチ操作やカーテン閉め操作を行わせる。
【００６６】
次に、ユーザＵによるＤＶＤの視聴が開始する。すなわち、主動型ロボット２０はＤＶＤセット９７に動作開始指示を送り、映画の再生を開始する。その後の映画再生中は、各機器の動作状況を常に監視し、最適な状態を保つように調整を行う。例えば、プロジェクタの輝度を調整したり、バッテリが供給する電力が不足してきたら補助バッテリ用の従動型ロボット５０Ｇを呼び出して図１５に示すように従動型ロボット５０Ｆに連結し、電力の追加供給を行ったりする。また、室内の状況も監視し、エアコンの調整や換気等を行う。
【００６７】
次に、途中での各種サービスの提供について説明する。映画を再生している途中で来客があったり電話がかかってきたりした場合、主動型ロボット２０はそれを検知して映画再生を一旦停止し、状況を音声、表示等でユーザＵに知らせる。また、ユーザＵの指示に従い、内部にビールやジュースを収納した冷蔵庫セット用の従動型ロボット５０Ｃや、食器類及びスナック類等を収納したストック従動型ロボット５０ＡをユーザＵの近くへ移動させる等を行うことにより、ユーザＵに対して各種サービスを提供する。
【００６８】
最後に、ＤＶＤの視聴が終わったときの撤収動作について説明する。すなわち、ＤＶＤの視聴が終了したら、主動型ロボット２０は各従動型ロボット５０をカーゴベイ８０等の所定の退避位置へ戻すとともに、カーテンを開け、照明を点灯する。また、搬送用の従動型ロボット５０ＢをユーザＵのそばへ移動させる。ユーザＵが使用済みの食器やビール、ジュースの瓶類、ゴミ類を内部に収納すると、主動型ロボット２０は搬送用の従動型ロボット５０Ｂを台所へ誘導し、部屋の片付けを行う。
【００６９】
上述したように、主動型ロボット２０はユーザＵからの指令及び状況を常に把握し、各従動型ロボット５０にその時々に応じた適切な動作指示を与え、それらを制御することで、ユーザＵが希望する各種サービスを適切なタイミングで提供することができる。
【００７０】
上述したように、本第１の実施の形態に係るサービスロボット装置１０によれば、主動型ロボット２０に、全体計画・ユーザＵインターフェース等の一般的なサービス提供ロボットが有する機能の他に、従動型ロボット５０との有線または無線によるデータのやり取りを通して従動型ロボットの管理を行う従動型ロボット管理機能を持たせることで、１台で全ての制御を行うことができる。
【００７１】
一方、従動型ロボット５０には主動型ロボット２０に自身のデータを知らせる応答機能を持たせ、主動型ロボット２０が従動型ロボット５０との情報のやり取りを通して従動型ロボット５０の動きを管理することで、ユーザＵが希望する多岐に渡る各種サービスを提供することができる。すなわち、従動型ロボット５０は、自身の運動を制御する機能は備えず、主動型ロボット２０からの指令により行われている。
【００７２】
このように、従動型ロボット５０には最小限の機能だけ持たせ、その制御は外部の主動型ロボット２０で統一的に行うことで、１台の高機能、高価な主動型ロボットの機能を有効活用することができ、複数台用意する必要がある従動型ロボットは廉価に用意できるというメリットが得られる。
【００７３】
図１６は、本発明の第２の実施の形態に係るサービスロボットシステム１００のモジュール部１１０，１２０を示すブロック図である。なお、サービスロボットシステム１００の説明については、図１及び図２を援用する。
【００７４】
本サービスロボットシステム１００においては、上述したサービスロボットシステム１０におけるモジュール部４０，７０の代わりにモジュール部１１０，１２０が設けられている。
【００７５】
主動型ロボット２０に組み込まれたモジュール部１１０は、全体管理・動作計画モジュール１１１と、ユーザコミュニケーションモジュール１１２と、運動制御モジュール１１３と、外部通信モジュール１１４と、各種サービスモジュール１１５と、従動型ロボット管理モジュール１１６と、バッテリモジュール１１７とを備えている。
【００７６】
全体管理・動作計画モジュール１１１は、各機能モジュール１１２〜１１６を統合管理し、ユーザＵからの指令に基づいてロボットの作業動作を計画する機能を有している。ユーザコミュニケーションモジュール１１２は、ユーザＵとの会話等による入出力デバイス３５を通したやり取りにより、ユーザＵの指示を解釈、確認する機能を有してる。運動制御モジュール１１３は、ユーザＵの指示を受けて、主動型ロボット２０を必要な場所へ移動させるための経路生成や駆動輪３２の動作を制御する機能を有している。外部通信モジュール１１４は、ホームネットワーク（不図示）を経由して外部機器と信号の送受信を行ったり、インターネット網を経由して必要な情報を送受信する機能を有している。各種サービスモジュール１１５は、ユーザＵが希望する各種サービスを提供するための機器装置やアプリケーションソフトウェアで構成されている。従動型ロボット管理モジュール１１６は、従動型ロボット５０との有線または無線によるデータのやり取りを通して従動型ロボットの管理を行う機能を有している。バッテリモジュール１１７は、各モジュール１１１〜１１６に電力を供給する機能を有している。
【００７７】
従動型ロボット５０に組み込まれたモジュール部１２０は、各種サービス提供機器装置モジュール１２１と、データ応答モジュール１２２と、バッテリモジュール１２３とを備えている。
【００７８】
各種サービス提供機器装置モジュール１２１は、ユーザＵが希望する各種サービスを提供するための機器装置やアプリケーションソフトウェアで構成されている。データ応答モジュール１２２は、主動型ロボット２０との信号の送受信を行う機能を有している。バッテリモジュール１２３は、各モジュール７１，７２に電力を供給する機能を有している。
【００７９】
このように構成されたサービスロボットシステム１００の動作について説明する。サービスロボットシステム１００においては、上述したサービスロボット１０と同様にして動作が行われる。但し、サービスロボットシステム１００における従動型ロボット５０に組み込まれたモジュール部１２０には、上述したモジュール部７０と異なり、アクチュエータモジュール７３が設けられていない。
【００８０】
したがって、従動型ロボット５０は自走できないことから、主動型ロボット２０は必要な従動型ロボット５０の位置へ移動して従動型ロボット５０との連結を行い、従動型ロボット５０を必要な場所へ移動させ、そこで従動型ロボットに搭載されたサービス機器装置の動作等を行ってユーザＵへのサービス提供を行う。
【００８１】
本実施の形態に係るサービスロボットシステム１００においては、上述したサービスロボットシステム１００と同様の効果を得ることができるとともに、アクチュエータモジュール７３が設けられていない分だけ従動型ロボット５０の製造コストを低減することが可能となる。
【００８２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、ロボットを大型化・複雑化することなく多岐に渡ったサービスを提供できるとともに、全体のコストを低く抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るサービスロボットシステムを示す斜視図。
【図２】同サービスロボットシステムに用いられる主動型ロボットを示す斜視図。
【図３】同サービスロボットシステムに用いられる従動型ロボットを示す斜視図。
【図４】同主動型ロボット及び同従動型ロボットに組み込まれたモジュール部の構成を示すブロック図。
【図５】同サービスロボットシステムの動作の一例を示す説明図。
【図６】同サービスロボットシステムの動作の一例を示す説明図。
【図７】同従動型ロボットの一例を示す側面図。
【図８】同従動型ロボットの一例を示す側面図。
【図９】同従動型ロボットの一例を示す側面図。
【図１０】同従動型ロボットの一例を示す側面図。
【図１１】同従動型ロボットの一例を示す側面図。
【図１２】同従動型ロボットの一例を示す側面図。
【図１３】同従動型ロボットの一例を示す側面図。
【図１４】同従動型ロボットの一例を示す側面図。
【図１５】同サービスロボットシステムの稼働例を示す説明図。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係るサービスロボットシステムに組み込まれたモジュール部を示すブロック図。
【符号の説明】
１０…サービスロボットシステム、２０…主動型ロボット、３０…ロボット本体、４０，１１０…モジュール部、５０…従動型ロボット、６０…ロボット本体、７０，１２０…モジュール部、８０…カーゴベイ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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